CUGTEM-4型瞬变电磁仪使用说明书

CUGTEM-4 型瞬变电磁仪使用说明书二○○七年六月二十五日1 前言经过不断的努力，新一代瞬变电磁仪（CUGTEM-4 型）终于与大家见面了。

它采用安全可靠的 工控机作为主控机，且有专门的软件系统与之配套，具有操作简单、重量轻、体积小的特点。

2 开工前的准备1.1 安装数据采集及资料处理软件 在安装盘中有以下文件 3 个可执行文件，分别是 dotnetfxx86_PConline.exe，MCRInstaller.exe， temapinst.exe 程序， 按照安装说明先运行 dotnetfxx86_PConline.exe 再运行 MCRInstaller.exe 然后运行 temapinst.exe。

安装完后，可在“程序”中见到“CUGTEM”的菜单项，该菜单项下有“瞬变处理” 和“瞬变采集”两项。

1.2 仪器的准备。

检查电源是否充足，发射机，接收机，探头放大器是否工作正常。

3 野外操作1.3 按瞬变电磁野外工作方法和要求解决的实际问题，布置野外工作装置和布置测区，测网，测线。

图 1 瞬变电磁系统组成示意图野外数据采集与数据处理按如图１所示的连线方法布线（中心 回线） 连接好仪器。

， 然后启动桌面上的 “瞬 变采集”野外数据采集处理程序或单击“开 始” “程序” “CUGTEM” “瞬变采集”菜单项启动。

1.3.1 采集程序的使用 a. 工作信息设置。

启动野外数据采集 处理程序则可见图２所示的对话框。

请认真 设置好其中的内容特别是“工作目录” ，它 是用来存贮野外采集数据的场所，为了便于 图２1“工区信息设置”对话框记忆，建议用测线号来命名，另外，请注意设置好剖面上测点的递增递减顺序，可提高野外的工作 效率。

在本软件中，测点号必须为整数（不能设为零） ，且用它乘以点距就为测点的 x 坐标。

设置好 后按“确定”退出。

b. 仪器工作参数设置。

单击“参数设置” “仪器设置” ，在弹出的对话框中设置好各种参数： 发射回线边长（m） 必须等效为单匝线圈时的回线边长。

如 1 匝 25*25 的回线，输入 25; 若 ： 为 2 匝 10*10 回线，则应输入 14.14 叠加次数: ( =2 * 10 * 10 ) ;一次观测时正反供电的周期数。

为提高信噪比，野外数据采集往往要多次叠加，软件从两个方面来实现：每次观测的周期数× ２ × 和在每个测点上观测的总数。

一般设为 16 次。

供电脉宽(ms)： 供电脉宽和采样率与地质体的勘探深度有关，同时脉宽越大，耗电越厉害，可选范围 10,20,40ms，通常选择 10ms。

采样率： 1,4,16(μS)可选，衰减曲线与地质体表层的电阻率有很大关系，一般而而言，低阻体衰减曲线延迟时间长，而高阻体较短。

故在低阻区选择低采样率（16） ，而在高阻区选择高采 样率(1)，通常选中间的 4 微秒。

供电电流档(A)： 必须与发射机实际输出的供电电流一致。

供电电流的大小以探头所接收到的 信号在衰减 80 倍的情况不超格为前提，能大则大，这样有利于提高信噪比。

归一化电流自动： 这个检查框只有在电流数据采集出现故障的时才不选,正常情况都最好选2中。

探头等效面积：根据线圈的实际面积来算，比如 4 匝 25*25 的回线，等效面积 2500 平方米 信号衰减段倍率设置：这个是由放大器的硬件决定的，现在都是衰减 80。

当设置完上述参数后，系统弹出上图的对话窗，即工作的目录是“TEM_测试工区” ，保存的文 件是 wh.ctq,系统默认的是 CltemAcq1.ctq，在实际工作中最好另取，比如 wh.ctq. 注意每次采集完，推出时，系统都会提示是否保存，一般选保存。

c. 通讯检查。

单击“参数设置” 进行通讯检查，确认通讯无误。

“通讯检查” ，在弹出的话框中单击“开始” ，工作前需d.半自动校准： 用来设置许多在野外可能因实际地质情况而变的参数。

办法是，在实际开 工前，布置好回线，接通线路后，单击“半自动校准”按钮，根据信号强弱及干扰大小回答两个问 题（是否需要衰减或是不衰减？是否需要放大 1000 倍（干扰小时可用）或是不放大（干扰大时）？） 后即可见到“半自动校准”对话框(图４)。

一般我们 在进行“半自动校准”前先采一次看看硬件是 否工作正常，即先供一次电，看看有波形出现没有，注意这个时候要将仪器设置中的叠加次数改为3一次。

单击“开始数据采集”按钮，程序开始向仪器发送命令，并接收采集回来的数据，然后按原 样显示在绘图区中，此时还可看见图中的曲线有几处阶跃突变，且每处都有两条竖线（一红一蓝， 两者中间还有一条短线相连） ，其中红线指示当前设置的放大点位置，蓝线指示放大点恢复的位置， 当突变点后放大的数据太大（有平顶，需后移）或太小（快变成一条直线，需前移）时，需要更改 设置，办法是，先选中要更改放大点处的两条竖线，会见到有叁个控制点，上下两个是用于改变放 大点设置的，中间的控制点是用来恢复放大点的，它们都可以通过鼠标的拖动来改变。

放大点设置 一旦改变 （只要拖动过上下两个控制点） 一定要再次通过数据采集来确认， ， 放大点的恢复是否正确， 确认正确无误后。

拉动红线可以改变放大点位置，向前放大点电压变大，向后减小，一般要求放大 点的电压在 1－2 伏是最合适的。

拉动蓝线，将蓝线拉到放大点的跳变沿完成“归一”设置。

上述完 成后按“退出”回到主界面。

上述过程的实际意义在于将逐渐变小的模拟信号放大到模数转换器能 在其精度范围内将模拟信号转换为数字信号。

如果选择“ 是衰减”“是放大 1000 倍” ， ，这时将显示 四对红蓝线， 第一对红蓝线的左边为衰减 80 倍段、 右边为 1： 段， 1 第二对红蓝线的左边为 1： 段 、 1 右边为放大 10 倍段，第三对红蓝线的左边为放大 10 倍段、右边为放大 100 倍段，第四对红蓝线的 左边为放大 100 倍段、右边为放大 1000 倍段。

如果选择“ 是衰减”“否放大 1000 倍” 则不出现 ， 第四对红蓝线。

45d. 野外数据采集。

单击“开始采集” ，立即可见独具特色的采集对话框。

整个对话框分为四6大部份，三个窗口分别显示：各测线和测点的观测信息、单点的 TEM 测深曲线（归一化电位差，电 位差及电流）和该剖面的多测道剖面图。

其它部分则是用于设置适当的观测和显示参数。

首先应设 置好各种参数（均有缺省值） ，在确保通讯无误的情况下，单击“开始采集”观测开始，此时仪器完 成以下操作： 工控机发出采集指令，传到下位机，下位机收到指令后下达发送脉冲命令，同时通知接收机准 备接收，当接收机把数据采集回来后，再将采集到的数据传回工控机，接着工控机把这些数据进行 实时处理，计算出归一化电位差数据并显示在液晶屏上。

另外，当有两个或两个以上测点时，工控 机将绘制多测道剖面图，它能显示出地下地质体的异常情况，若有变化，这些曲线将不再是平行线， 在显示这些曲线的同时还可通过它来检查仪器的稳定性。

测点信息栏还会标明当前显示的信息属于 哪个测线的哪个测点的第几次观测的信号。

目前该仪器每次观测的信号叠加次数不限，当仪器完成 所设置的叠加次数后将停止采集。

在采集的过程中可以看到数据的上传，以及成图的过程。

最终每 个测点的归一化电位差曲线是所有观测数据除坏数据和噪声外的叠加，目前没有上限（野外工作时 可按噪声水平和要求达到的勘探深度来确定观测次数） 。

几点注意事项： １． 在同一点上半自动效准的参数不能改变；选择是则改点上的已有数据将别删除，一般都选择“是” 当我们调好“半自动效准”后可以在“参数设置” 通过“参数设置” “存储工作参数” ，这样我们下次就可以直接“载入工作参数” ，不需要再重复调半自动效准，但是当工作点电性发生突变或干扰发生变化， 导致电位差超过仪器的满量程或者电位差变的太小的时候要重新调整半自动效准。

２． 当一个观测点上的数据都无效或根本无法观测出时，可用 Del 键删除，注意的是一旦建7立了一个线号，那是删除不了的，只能删除点号不能删除线号。

３． 线号和点号可用键盘输入，程序会自动对其进行排预序； 要强调的是，在一个点测量完后一定要工控机正常关机后才能搬测站，不然会引起仪器工作不正常， 当我们测完一个点后，下次正常启动工控机，软件自动进入采集界面，而且点号自动增加，这个时 候只需按“开始采集” ，无需再设置。

当一条测线完成后，只要再左上方的线号窗口改线号和开始的 点号就可以了。

8二．数据处理部分一． 点击“开始” “程序” “CUGTEM” “瞬变处理”菜单项启动处理程序 （注意的是该软件是用 MATLAB 开发的，在打开程序的时候花费的时间比较长，要耐心等待，不要 认为死机了） ，单击“野外数据输入” “Ctq 格式”打开野外采集的 wh.ctq 文件，选择线号，处理 的时候是一条线一条线处理，而数据采集的时候是把所有的线都存在一个 CTQ 文件里的。

当读入所选完线号后，系统提示“选择电流归一化方式”，一般选自动，除非是仪器电流采样部分 工作不正常的时候选手动。

系统提示 CTQ 数据读入完成。

二．然后进入“数据预处理” “数据预处理向导”出现上图，可以看到原始的电位差和电流曲线，如果要删除其中的某个点的时候，点中该点输入 55555，该点即被删除。

点击“下一步”，完成“放大点信号恢复中”9时间道零点一般是自动，只有在前段信号超出了仪器的满量程的时候才用到手动选择时间道零点这时电位差图部分出现一个蓝色的归一化曲线，如果蓝色的曲线光滑表示曲线归一化好点击“下一步”出现下图，图的左半部分红色的圆圈联起来是该线所有的点的归一化电位曲线的平均数，蓝色的是该线上所有的点的归一化电位曲线，表示的是双对数坐标系下的归一化电位差图中间的显示位时间道，时间道的选取原则是，要尽量的选择地质体反映的异常，具体的对最小时间道的选取要避开互感段的影响（中心回线互感段影响相对重叠回线要小），在图上就是曲线的拐点重叠回线，最大时间道的选取原则是要选到信号段，不要选道噪声段，具体多少要根据具体的曲线来定。

时间道数不是越多越好，一般取12－24道就可以了，计算方法一般选积分法，这样抗干扰的能力要强。

点击“确定”出现下图。

上面左右两个图为当前点的归一化电位差曲线，一个是对数显示，一个是算术显示，下方的是该测线的多测道图，右边的部分是不同的滤波方式的选择a、无相移数字滤波指信号通过滤波系统后的任何频率信号都不会产生任何延时，输人信号与输出信号之间在时域特性的差别取决于系统幅值特性。

即在通带范围内的信号全部通过，且不会有相移，信号无失真。

用无相移数字滤波法对瞬变电磁信号滤波，其滤波效果太强，特别是晚期，有用信号往往被滤掉，在其低频快速衰减的频率范围内，滤出的波形上下起伏较大，有较大的方差，并不是很理想的滤波结果；在其高频衰减平缓的频率范围内，滤出的波形较为平直，方差较小，虽然相对于滤波以前有所改良，但滤波结果还是不是十分理想，故不常用。